溃疡性结肠炎（Ulcerative Colitis, UC）是一种慢性非特异性肠道炎症性疾病，其发病机制复杂，涉及遗传、免疫、环境等多种因素。近年来，随着对肠道微生物研究的不断深入，越来越多的证据表明肠道微生物与宿主免疫系统之间的相互作用在UC的发生发展中起着至关重要的作用。肠道微生物群落的失衡可能导致肠道屏障功能受损，进而引发免疫系统的异常激活，产生慢性炎症反应。

乳杆菌作为一种有益的肠道微生物，其在维持肠道微生态平衡和调节宿主免疫反应方面具有重要作用。乳杆菌产生的外囊泡（Extracellular Vesicles, EVs）是其与宿主细胞进行信息交流的重要介质。这些外囊泡能够携带多种生物活性分子，如蛋白质、脂质和核酸等，从而影响宿主细胞的功能。甘油醛-3-磷酸脱氢酶（Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase, GAPDH）是一种多功能酶，除了参与糖酵解过程外，还与细胞凋亡、炎症反应等多种生物学过程密切相关。在炎症过程中，GAPDH的表达和活性可能受到调节，从而影响炎症细胞的功能。

2025年6月16日，华中农业大学动物科学技术学院魏泓、陶诗煜联合南京大学医学院附属金陵医院吕腾飞及其团队在Journal of Advanced Research上发表了题为“Lactobacillus johnsonii-derived extracellular vesicles carrying GAPDH protect against ulcerative colitis through modulating macrophage polarization”的研究性文章，该研究探究了约氏乳杆菌及其胞外囊泡（Evs）在溃疡性结肠炎（UC）中的作用，通过患者样本、小鼠模型及体外实验验证机制，发现约氏乳杆菌来源的EVs通过携带甘油醛-3-磷酸脱氢酶（GAPDH）调节巨噬细胞极化，抑制MAPK-STAT3通路，减轻UC并保护肠道屏障功能。

图1 文献基本信息

为了探究约氏乳杆菌（Lactobacillus johnsonii）外囊泡携带甘油醛-3-磷酸脱氢酶（GAPDH）对溃疡性结肠炎（UC）的潜在保护作用，研究人员精心设计了一系列体外和体内实验。在体外实验中，研究人员首先从Lactobacillus johnsonii中提取并分离出外囊泡（EVs），然后利用生物技术手段将GAPDH与这些EVs结合，构建出携带GAPDH的EVs（GAPDH-EVs）。随后，研究人员将这些GAPDH-EVs与巨噬细胞共培养，通过流式细胞术、免疫荧光等技术检测巨噬细胞表面标志物的表达变化，以评估GAPDH-EVs对巨噬细胞极化的影响。此外，研究人员还利用酶联免疫吸附测定（ELISA）检测培养上清中炎症因子的水平，进一步分析GAPDH-EVs的抗炎潜力。

在体内实验部分，研究人员采用经典的DSS诱导的小鼠溃疡性结肠炎模型。将小鼠随机分为对照组、DSS模型组和GAPDH-EVs处理组。在DSS诱导期间，GAPDH-EVs处理组的小鼠定期通过灌胃给予GAPDH-EVs。实验结束后，研究人员对小鼠的结肠组织进行病理学检查，评估结肠损伤程度；同时，通过实时荧光定量PCR（qPCR）和Western blot技术检测结肠组织中炎症相关基因和蛋白的表达水平。此外，研究人员还收集小鼠的血清和结肠组织样本，利用ELISA和免疫组化等方法检测炎症因子和GAPDH的表达情况，以全面评估GAPDH-EVs对DSS诱导的UC的治疗效果。

体外实验结果显示，GAPDH-EVs能够显著促进巨噬细胞向抗炎表型（M2型）极化，表现为M2型巨噬细胞标志物（如CD206、IL-10等）的表达显著上调，而促炎表型（M1型）标志物（如CD86、TNF-α等）的表达则受到抑制。这表明GAPDH-EVs具有调节巨噬细胞极化方向，从而发挥抗炎作用的潜力。此外，培养上清中炎症因子的检测结果也进一步证实了这一点，GAPDH-EVs处理组的巨噬细胞培养上清中促炎因子（如IL-6、IL-1β等）水平显著降低，而抗炎因子（如IL-10、TGF-β等）水平则显著升高。

在体内实验中，GAPDH-EVs处理组的小鼠结肠炎症症状得到了显著缓解。病理学检查结果显示，与DSS模型组相比，GAPDH-EVs处理组小鼠的结肠组织损伤明显减轻，炎症细胞浸润减少，结肠黏膜结构更加完整。qPCR和Western blot检测结果表明，结肠组织中炎症相关基因和蛋白的表达水平在GAPDH-EVs处理后也发生了显著变化，促炎因子的表达降低，抗炎因子的表达增加。此外，免疫组化结果显示，结肠组织中GAPDH的表达水平在GAPDH-EVs处理后有所上调，这可能与GAPDH-EVs发挥保护作用的机制有关。血清中炎症因子的检测结果也与组织水平的结果相一致，进一步证实了GAPDH-EVs的抗炎效果。

这项研究揭示了Lactobacillus johnsonii通过EVs中的GAPDH，构建了一条“益生菌-巨噬细胞-肠屏障”的调控通路。这一发现不仅深化了对UC发病机制的理解，更为开发精准、安全的治疗手段提供了新思路。未来，随着EVs技术的进步和临床试验的推进，我们有望为UC患者带来更有效的治疗选择。

该研究为溃疡性结肠炎的治疗提供了新的思路和潜在的治疗靶点。利用乳酸菌及其代谢产物调节宿主免疫反应，可能成为未来治疗炎症性肠病的一种有效策略。同时，这也提示我们进一步探索肠道微生物与宿主免疫系统之间的相互作用，对于理解炎症性肠病的发病机制和开发新的治疗方法具有重要意义。 

参考文献：

Shiyu Tao, Mengzhen Song, Jinping Fan, et al. Lactobacillus johnsonii-derived extracellular vesicles carrying GAPDH protect against ulcerative colitis through modulating macrophage polarization. Journal of Advanced Research.2025-06-16;doi:10.1016/j.jare.2025.06.035.